Выделение экспериментальных переменных

Как мне кажется, из отчётов видно, что существенная часть проблемы заключается в

систематических и необходимых ограничениях научной работы всякий раз, когда дело доходит до её практического принятия различными группами практиков, работающих в весьма различных условиях. Это означает, что некоторые из проблемных ситуаций глубже, чем просто ведомственные стремления к центральному управлению, административные искажения или склонность к эстетически привлекательным, но неэкономичным показательным проектам. Даже при наилучших условиях опытные результаты и данные, полученные с экспериментальных участков исследовательских станций, далеки от того человеческого и естественного окружения, где, в конечном счете, они и должны найти своё приложение.

Исторически естественная деятельность научного сельскохозяйственного исследования в основном должна была сосредоточиться на экспериментах с перебором сельскохозяйственных культур, ставящих целью проверить урожайность различных разновидностей. Позже и другие переменные стали предметом исследования. Так, эксперименты могли определить производительность при различных почвах и разнообразных условиях влажности или определить, какой из гибридов противостоит полеганию или по условиям созревания допускает механическую уборку. Экологические исследования часто следовали тем же методам: выделяя одну за другой переменные, которые могли бы вносить вклад, скажем, в биологическую устойчивость некоторого сорта фруктов по отношению к определённому вредителю.

Выделение небольшого числа переменных величин, в идеале всего двух при контроле остальных, является ключевым принципом экспериментальной науки⁷⁴. Как процедура, этот принцип одновременно и ценен, и необходим для научной работы. Только при радикальном упрощении экспериментальной ситуации удаётся гарантировать однозначные, поддающиеся проверке, объективные и универсальные результаты⁷⁵. Один из первых основателей теории хаоса выразился следующим образом: «В физике имеется фундаментальное положение, что способ, с помощью которого вы понимаете мир, состоит в том, что вы не перестаёте разбирать его на составляющие, пока не дойдёте до тех, которые вы посчитаете действительно основополагающими. Тогда вы предполагаете, что другие пункты, которых вы не понимаете, – это детали. Допущение состоит в том, что имеется небольшое число принципов, которые вы можете распознать, разглядывая вещи в их чистом виде – в виде чисто аналитического понятия, – а когда приходится решать более сложные задачи, вы составляете их несколько более сложным образом. Если только можете»⁷⁶. В сельскохозяйственном исследовании управление всеми возможными переменными, кроме тех, которые находились под экспериментальным наблюдением, требовало нормализации таких переменных, как погода, состав почвы и окружающая природа, не говоря уже о допущениях, часто скрытых, относительно размера хозяйства, наличия трудовых ресурсов и желаний самих земледельцев. Конечно, больше всего приближалось к идеалу контроля «лабораторное исследование»⁷⁷. Однако даже экспериментальный участок на исследовательской станции был сам по себе радикальным упрощением. Он увеличивал до предела степень контроля «в пределах маленького и сильно упрощенного замкнутого пространства» и игнорировал всё остальное, оставляя его полностью бесконтрольным»⁷⁸.

Легко видеть, как удобно в пределах этой парадигмы подходили бы друг другу монокультурность и забота об урожайности. Монокультурность исключает все прочие культуры, которые могли бы усложнить проект, а забота о больших урожаях позволяет избегать тернистых оценочных проблем, которые определённо возникли бы, если бы целью были определённое качество или вкус. Научное лесоводство становится наипростейшим, когда оно заинтересовано только в коммерческой древесине, получаемой от определенного вида деревьев. То же самое можно сказать о научном сельском хозяйстве, когда оно решает вопрос наиболее эффективного пути получения максимального количества бушелей зерна от одного гибрида кукурузы с «нормированного» акра земли.

При движении от лаборатории до опытного участка на экспериментальной станции, а затем к полевым испытаниям на реальных фермах экспериментальный режим все более утрачивается. Ричардс обращает внимание на трудности исследователей в Западной Африке, заинтересованных в более практическом характере своих исследований, но все же желающих как-то ослабить экспериментальные условия. После обсуждения вопроса о том, каким образом отобранные для испытаний фермы сделать однородными, чтобы сообщать о результатах в единообразной форме, исследователи продолжали сетовать об экспериментальном контроле, который был потерян за пределами опытной станции. «Может оказаться трудным, - писали они, - повсеместно произвести посадку в течение нескольких дней и почти невозможным найти фермерские участки с одинаковой почвой». И продолжали: «Другие типы помех, такие, как нападения вредителей или плохой погоды, могут заставить выполнять иные процедуры»⁷⁹. Это, объясняет Ричардс, «полезное указание на одну из причин, в соответствии с которой «формальные» научно-исследовательские процедуры на опытных станциях, усиливая контроль всех переменных, кроме одной-двух при направленном исследовании, «пропускают главный» предмет беспокойства многих мелких фермеров. Основная забота фермеров – как справиться с этими сложными помехами и незапланированными явлениями. С точки зрения ученого (особенно в связи с потребностью обеспечить четкие результаты для публикации) экспериментирование на ферме оборачивается трудноразрешимой проблемой»⁸⁰.

На том уровне, где наука вынуждена одновременно иметь дело со сложным взаимодействием многих переменных, она начинает терять именно те характеристики, которые характеризуют её как современную науку. Даже объединение многих узких экспериментальных работ, являющихся исследованиями отдельных аспектов подобной сложности, в действительности не составят то же самое целое. Повторюсь – это не выпад против экспериментальных методов современного научного исследования. Любое обширное исследование, проведенное на ферме, которое не уменьшало бы сложности взаимодействий, могло бы показать, как это могут сделать фермеры, некоторый набор методов, давший «хорошие результаты», например, высокие урожаи. Но оно не было бы способно изолировать ключевые факторы, ответственные за этот результат. Мое исследование признает силу и полезность научной работы в пределах её сферы, а также признает её ограниченность в работе с теми проблемами, для которых её методы являются неподходящими.

Слепые пятна

Возвращаясь снова к примеру с поликультурным ведением сельского хозяйства, можно понять, почему учёные-агрономы могли бы иметь как научные, так и эстетические и ведомственные основания для его неприятия. Сложные формы ведения межкультурных посадок подбрасывают слишком много переменных в одну игру, чтобы можно было однозначно экспериментально установить причинно-следственные отношения. Известно, что некоторые методы ведения поликультурного хозяйства, особенно комбинированные посадки бобовых растений, удерживающих азот, с зерновыми культурами, весьма продуктивны, но очень мало известно о природе взаимодействий, порождающих эти результаты⁸¹. Мы наталкиваемся на проблемы, разбираясь в причинных связях, даже тогда, когда ограничиваем внимание одной переменной – величиной урожайности⁸². Если мы ослабим это ограничение фокуса и начнём рассматривать более широкий диапазон зависимых переменных, таких, как плодородие почвы, взаимосвязь с содержанием домашнего скота (фураж, удобрение навозом), совместимость с семейной рабочей силой и так далее, трудности сопоставления скоро станут не под силу научному методу.

Характер научной проблемы здесь аналогичен тому, что наблюдается в сложных физических системах. Изящно простые формулы механических законов Ньютона позволяют относительно легко вычислить орбиты двух небесных тел, как только нам даны их массы и расстояние между ними. Однако добавьте еще одно тело, и вычисление орбит, полученных в условиях взаимодействия всех тел, становится гораздо более сложным. Когда же взаимодействуют десять тел (это – упрощенная версия нашей солнечной системы)⁸³, причём никакие орбиты точно не повторяются, нет никакого способа предсказать расположение системы тел на долгое время вперёд. С каждой новой введенной переменной число разветвляющихся взаимодействий, которые нужно учесть, растёт в геометрической прогрессии.

Я думаю, что не погрешу против фактов, если скажу, что научное сельскохозяйственное исследование обладает свойством выбирать те сельскохозяйственные методы, которые лежат в пределах его мощных технологий. Максимальное увеличение урожаев чистых культур представляет собой один из методов, где его мощь может быть использована с максимальным преимуществом. С позволения ведомственной власти сельскохозяйственные специалисты, подобно ученым-лесоводам, упрощали окружающую среду такими способами, которые делали её послушной их системе знаний. Формы сельского хозяйства, которые соответствовали их модернистскому эстетизму и политико-административным интересам тоже, как оказалось, надёжно находились в границах их профессиональных научных занятий⁸⁴.

Как же быть с «беспорядком» вне царства экспериментального проектирования? Он может оказаться даже выгодным, когда усиливает желаемый эффект⁸⁵. Ведь а приори нельзя прогнозировать, какими здесь могли бы быть экспериментальные результаты, существенно то, что они полностью лежат вне экспериментальной модели.

Однако иногда эти результаты оказывались не только значительными, но и потенциально угрожающими. Впечатляющим примером периода между 1947 и 1960 годами было обширное повсеместное использование пестицидов, из которых самую дурную репутацию приобрел ДДТ. ДДТ распылялся для уничтожения популяций москитов, таким образом надеялись уменьшить распространение многих болезней, которые переносят вредители. Экспериментальная база для определения концентраций дозировки и условий применения, требуемых для уничтожения популяций москитов, была в значительной степени ограничена. В поле своего зрения модель была успешна: ДДТ убивал москитов и существенно уменьшал сферу распространения малярии и других заболеваний⁸⁶. Но, как мы с запозданием осознали, он имел также и губительные экологические последствия, поскольку осадок, оставшийся его после применения, поглощался организмами по цепям питания, звеньями которых являлись, конечно, и люди. Последствия использования ДДТ и других пестицидов в почве, воде, для рыб, насекомых, птиц и другой фауны настолько сложны, что мы всё еще не исчерпали их до конца.

Дата добавления: 2015-07-12